【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光隔离，尤其涉及一种法拉第旋光单元及光隔离器。
技术介绍
1、光隔离器是在光通讯尤其是光纤通讯领域中的一个常用装置。光隔离器可以允许光向一个方向通过，并阻止光以相反方向通过，以实现光的单向传输。光隔离器用于实现光单向传输的一个主要部件为法拉第晶体。光线在通过法拉第晶体时，光的偏振态会由于法拉第旋光效应发生旋转。法拉第旋光效应区别于常规晶体旋光的区别在于其旋光特性的非互易性，即光从一个方向穿过法拉第晶体产生顺时针或逆时针的旋光角度，在从相反方向穿过该法拉第晶体时，则会产生逆时针或者顺时针的旋光角度，反向传输的光线的偏振态旋光角度会相对于正向传输的光线的偏振态旋光角度产生两倍叠加。其他非法拉第旋光效应的旋光晶体，光正向和反向穿过非法拉第旋光晶体时，光的偏振态旋光方向相同，反向传输的光线的偏振态旋光角度会相对于正向传输的光线的偏振态旋光角度原路旋转返回而不发生任何旋转。在光隔离器中，法拉第晶体用于使光线偏振态旋转一定角度，通常为45°。
2、随着工业激光和激光传感领域的迅猛发展，使得光隔离器的应用领域进一步扩张，同时也对光隔离器提出了更高的需求，需要光隔离器不仅需要适用小功率、传统波长范围，还要适用大功率、其他波长范围。而法拉第晶体为使光线旋转固定角度，会根据需要增大尺寸或增加对其所加载的磁场强度。例如法拉第晶体采用现有的tgg材料，用于实现旋光45°，则需要使法拉第晶体的长度设置为20mm左右，磁场需要达到1特斯拉，以直径2.8的棒料为例，为其提供磁场的磁铁直径须超过23mm。这就导致光隔离器的尺寸较大，且
3、现有专利号为cn106094264a的中国专利技术专利公开了一种法拉第旋光组件和隔离器，其通过在法拉第元件上的对应位置设置反射片，使得光线在进入法拉第元件后延伸至反射片处，并在反射片处进行多次反射，以增加光线在法拉第元件内形成z型折叠光路，实现对法拉第元件的复合利用，以减少法拉第元件的尺寸，以及降低对磁场强度的需求。
4、现有对法拉第元件表面设置反射片的形式虽然可以实现光路的折叠，实现法拉第元件的复合利用，但需要预先对法拉第元件进行分区镀膜，使得法拉第元件的形成供光线穿过的透射区和供光线穿过的反射区，这种方式工艺较为复杂，加工难度高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种法拉第旋光单元及光隔离器，用于实现对法拉第元件的复合利用，减小法拉第元件的尺寸，并简化法拉第旋光单元的加工工艺。
2、本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
3、一种法拉第旋光单元，包括：
4、法拉第元件，用于旋转穿过光线的偏振态，所述法拉第元件包括相对的第一侧面和第二侧面，光线能够穿过所述第一侧面进入所述法拉第元件内，并朝向所述第二侧面传播；
5、第一反射元件，包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射元件与所述法拉第元件的第二侧面光耦合，以使光线能够在所述第一反射元件与所述法拉第元件之间传播延伸；光线至少一次与第一反射面和/或第二反射面全反射进入所述法拉第元件内。
6、优选地，还包括：
7、第二反射元件，包括第三反射面和第四反射面，所述第二反射元件与所述法拉第元件的第一侧面光耦合，以使光线能够在所述第二反射元件与所述法拉第元件之间传播；光线至少一次与第三反射面和/或第四反射面全反射进入所述法拉第元件内。
8、优选地，所述法拉第元件包括相对的第一端和第二端；
9、所述第一侧面包括第一光耦合部以及第一连接部，所述第二反射元件覆盖所述第一连接部，所述第一光耦合部裸露于第二反射元件，并用于输入或输出光线，所述第一光耦合部设置在第一侧面邻近所述第一端的一端；
10、和/或，所述第二侧面包括第二光耦合部以及第二连接部，所述第一反射元件覆盖所述第二连接部，所述第二光耦合部裸露于第一反射元件，并用于输入或输出光线，所述第二光耦合部设置在第二侧面邻近所述第二端的一端。
11、优选地，所述第一反射元件和所述第二反射元件均为三棱镜结构，所述第一反射面，所述第二反射面，第三反射面，及第四反射面均为三棱柱结构的表面；所述第一反射面，第二反射面的夹角为直角，所述第三反射面，第四反射面的夹角为直角；光线在所述法拉第元件内形成平行光路。
12、优选地，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面中的至少一个与光线形成的入射角大于等于全反射镜，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面中的至多三个与光线形成的入射角小于全反射角，并镀反射膜。
13、优选地，所述第一反射元件和所述第二反射元件均为等腰直角三菱柱结构；
14、和/或，所述第二反射元件为三棱镜，且所述第二反射元件与所述法拉第元件的第一侧面贴合；或所述第二反射元件为法拉第晶体，所述第二反射元件与所述法拉第元件一体设置。
15、优选地，所述第一侧面裸露设置，光线在第一反射面或所述第二反射面处产生反射后，光线自所述第一侧面射出法拉第元件。
16、优选地，所述第一反射元件为等腰三棱柱结构，所述第一反射面和所述第二反射面形成等腰三棱柱结构的两个等腰面。
17、优选地，所述第一反射元件为三棱镜，且所述第一反射元件与所述法拉第元件的第二侧面贴合；或所述第一反射元件为法拉第晶体，所述第一反射元件与所述法拉第元件一体设置。
18、一种光隔离器，包括：
19、上述任意一种的法拉第旋光单元，不具有光偏振态旋转互易性；
20、分束器，用于将光线分为两束偏振光，或将两束偏振光合束成一束光；
21、波片，具有光偏振态旋转互易性；
22、光发射端，用于朝向所述分束器发射光线；
23、光接收端，用于接收所述分束器合束形成的光。
24、优选地，所述分束器设置为一个，且所述分束器设置在邻近所述第一侧面的一端；经过所述分束器分束的偏振光经过波片后，自第一侧面入射所述法拉第旋光单元，并进行至少一次反射后，自所述第一侧面射出所述法拉第旋光单元，并通过所述分束器合束；
25、或，所述分束器设置有两个，分别为第一分束器和第二分束器，所述第一分束器邻近所述第一侧面设置，所述第二分束器邻近所述第二侧面设置；经过所述第一分束器分束的偏振光经过波片后，自第一侧面入射所述法拉第旋光单元，并进行至少一次反射后，自所述第二侧面射出所述法拉第旋光单元，并通过所述第二分束器合束；
26、或，所述分束器设置有两个，分别为第一分束器和第二分束器，所述第一分束器和所述第二分束器均邻近所述第一侧面设置，经过所述第一分束器分束的偏振光经过波片后，自第一侧面的一处入射所述法拉第旋光单元，并进行至少一次反射后，自所述第一侧面另一处射出所述法拉第旋光单元，并通过所述第二分束器合束。
27、优选地，所述分束器设置为一个，且所述分束器设置在邻近所述第一侧面的一端；经过所述分束器分束的偏振光自第一侧面入射所述法拉第旋光单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种法拉第旋光单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的法拉第旋光单元，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述法拉第元件包括相对的第一端和第二端；
4.根据权利要求3所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射元件和所述第二反射元件均为三棱柱结构，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面均为三棱柱结构的表面；所述第一反射面和所述第二反射面的夹角为直角，所述第三反射面和所述第四反射面的夹角为直角；光线在所述法拉第元件内形成平行光路。
5.根据权利要求4所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面中的至少一个与光线形成的入射角大于等于全反射镜，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面中的至多三个与光线形成的入射角小于全反射角，并镀反射膜。
6.根据权利要求4所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射元件和所述第二反射元件均为等腰直角三菱柱结构；
7.根据权利要求1所述的法拉第旋光单元，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射元件为等腰三棱柱结构，所述第一反射面和所述第二反射面形成等腰三棱柱结构的两个等腰面。
9.根据权利要求7所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射元件为三棱镜，且所述第一反射元件与所述法拉第元件的第二侧面贴合；或所述第一反射元件为法拉第晶体，所述第一反射元件与所述法拉第元件一体设置。
10.一种光隔离器，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的光隔离器，其特征在于，所述分束器设置为一个，且所述分束器设置在邻近所述第一侧面的一端；经过所述分束器分束的偏振光经过波片后，自第一侧面入射所述法拉第旋光单元，并进行至少一次反射后，自所述第一侧面射出所述法拉第旋光单元，并通过所述分束器合束；
12.根据权利要求10所述的光隔离器，其特征在于，所述分束器设置为一个，且所述分束器设置在邻近所述第一侧面的一端；经过所述分束器分束的偏振光自第一侧面入射所述法拉第旋光单元，并进行至少一次反射后，自所述第一侧面射出所述法拉第旋光单元，经过波片后，并通过所述分束器合束；
...【技术特征摘要】
1.一种法拉第旋光单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的法拉第旋光单元，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述法拉第元件包括相对的第一端和第二端；
4.根据权利要求3所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射元件和所述第二反射元件均为三棱柱结构，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面均为三棱柱结构的表面；所述第一反射面和所述第二反射面的夹角为直角，所述第三反射面和所述第四反射面的夹角为直角；光线在所述法拉第元件内形成平行光路。
5.根据权利要求4所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面中的至少一个与光线形成的入射角大于等于全反射镜，所述第一反射面、第二反射面、第三反射面、第四反射面中的至多三个与光线形成的入射角小于全反射角，并镀反射膜。
6.根据权利要求4所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一反射元件和所述第二反射元件均为等腰直角三菱柱结构；
7.根据权利要求1所述的法拉第旋光单元，其特征在于，所述第一侧面裸露设置，光线在第一反射面或所述第二反...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮于华，唐明欣，
申请(专利权)人：深圳市新联恒光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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